钢管混凝土结构在我国得到广泛工程应用，其优异性能依赖于钢管与核心混凝土间的复合作用。但工程实践显示，在恶劣、往复、持续的野外环境作用下，钢管混凝土存在界面脱粘脱空现象，这削弱了其复合增强作用，并最终影响钢管混凝土的长期工作性能和结构安全。鉴于钢管混凝土两种材料热工性能参数不同，实际工程中的钢管混凝土结构在受到强烈太阳辐射作用时，钢管混凝土截面会产生较大温差导致两者变形不协调而产生的较大温度应力，此外钢管混凝土结构还受到核心混凝土收缩徐变与荷载等多因素影响，进一步导致了钢管混凝土结构界面性能研究的复杂性。因此，研究太阳辐射、轴压荷载、核心混凝土收缩徐变等多因素影响下的钢管混凝土界面性能及优化方法具有重要的理论价值与实践意义。　　本文综合运用理论分析、试验研究与有限元法，分析了太阳辐射及太阳辐射-轴压荷载耦合作用下的钢管混凝土界面性能，主要内容包括：应力盒法定量测试钢管混凝土界面性能试验；太阳辐射模拟器的设计制作与测试分析；太阳辐射及太阳辐射-轴压荷载耦合作用下钢管混凝土界面性能试验、界面性能数值模拟、界面脱粘机理和界面优化理论等工作。　　取得的主要成果如下：　　（1）太阳辐射作用下钢管混凝土温度梯度模式呈现出非线性典型特征，最终稳定温度梯度沿直径方向呈对数分布，向阳面与背阳面最大温差达19℃。单一太阳辐射作用下钢管混凝土界面拉应力增量为2.4MPa，此效应增加了界面脱粘的趋势。　　（2）混凝土自应力可有效地改善太阳辐射作用下钢管混凝土的界面受力性能，避免其截面不同部位由于较大的温度应力梯度所引起的界面脱粘，同时，混凝土自应力对太阳辐射作用下的钢管混凝土界面间隙产生部位及其大小变化有一定影响，故对太阳辐射作用下的实际钢管混凝土构件核心混凝土限制膨胀率进行设计时，应考虑以上两种情况对界面性能的影响。　　（3）在太阳辐射-轴压荷载耦合作用下，钢管外壁及界面向阳面和背阳面应力状态显著不同，并随着轴压荷载的增加呈现出不同的弹塑性状态，向阳面钢管塑性发展较快，同时向阳面界面径向应力随荷载水平增加发生拉压状态转变，这与试验所观察到的破坏形态相符。有限元分析也表明，受太阳辐射作用的试件所产生的中轴线偏心以及不均匀温度场所引起的膨胀变形和相应温度应力加剧了混凝土的整体应力场以及与钢管间复合作用的有效持续发挥，并改变了界面状态和受力性能。　　（4）应用热弹性力学理论，得到钢管混凝土柱体自由膨胀率与限制膨胀率解析关系、钢管混凝土自应力与引起该自应力的核心混凝土自由膨胀率解析关系以及核心混凝土自由膨胀率“可行域”，形成了基于核心混凝土膨胀性能精细设计的钢管混凝土界面优化方法的理论基础。　　本文在理论分析的基础上，试验研究了太阳辐射对钢管混凝土界面性能的影响及其变化规律，探讨了钢管混凝土界面脱粘机理和界面优化方法，可保障恶劣环境下钢管混凝土界面性能和钢管混凝土结构的长期工作性能提供了重要的理论与实践指导。